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DE1817532C3 - Hydrodynamic torque or speed converter - Google Patents

Hydrodynamic torque or speed converter

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Publication number
DE1817532C3
DE1817532C3 DE1817532A DE1817532A DE1817532C3 DE 1817532 C3 DE1817532 C3 DE 1817532C3 DE 1817532 A DE1817532 A DE 1817532A DE 1817532 A DE1817532 A DE 1817532A DE 1817532 C3 DE1817532 C3 DE 1817532C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
torque
turbine
wheel
converter
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE1817532A
Other languages
German (de)
Other versions
DE1817532A1 (en
DE1817532B2 (en
Inventor
Howard Frederick Napton Rugby Warwickshire Hobbs (Grossbritannien)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Variable Kinetic Drives Ltd
Original Assignee
Variable Kinetic Drives Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Variable Kinetic Drives Ltd filed Critical Variable Kinetic Drives Ltd
Publication of DE1817532A1 publication Critical patent/DE1817532A1/en
Publication of DE1817532B2 publication Critical patent/DE1817532B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1817532C3 publication Critical patent/DE1817532C3/en
Expired legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/48Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic
    • F16H61/50Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic controlled by changing the flow, force, or reaction of the liquid in the working circuit, while maintaining a completely filled working circuit
    • F16H61/58Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic controlled by changing the flow, force, or reaction of the liquid in the working circuit, while maintaining a completely filled working circuit by change of the mechanical connection of, or between, the runners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H47/00Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/06Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type
    • F16H47/08Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
    • F16H47/085Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion with at least two mechanical connections between the hydrokinetic gearing and the mechanical gearing

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)
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Description

<t<t

die I.eiiradschauleln. Das aiii die Elemente wirhnde Drehmoment ei gibt sich durch den Unterschied zwischen der Tangentialgeschwindigkeit der umlaufenden liüssigkeitsmenge am Ausgang zu derjenigen am Eingang.the I.eiiradschauleln. That aiii the elements Torque ei is given by the difference between the tangential speed of the circulating liquid quantity at the exit to that at the Input.

Prinzipiell ist es so, daß bei drehendem Pumpenrad die Tangentialgeschwindigkeit am Ausgang größtenteils durch die Drehzahl bedingt sein und ein beträchtliches Drehmoment die Folge sein kann, obwohl die umlaufende Flüssigkeitsmenge sowie die Verluste klein sein können.In principle, when the pump wheel is rotating, the tangential speed at the output is largely the case be due to the speed and a considerable torque can be the result, although the circulating amount of liquid as well as the losses can be small.

Das Leitrad steht, wenn ein Reaktionsmomeni vorhanden ist, und die Tangentialgeschwindigkeit am Ausgang, welche das Moment erzeugt, ist von der Strömungsgeschwindigkeit de: zirkulierenden Flüs- Ti sigkett und dem Schaureiwinkel abhängig. Demnach kann man ein wesentliches Moment ohne eine beträchtliche Strömung und starke Verluste niehi erhalten. The guide wheel stops when there is a reaction moment is, and the tangential velocity at the output which creates the moment is of the Flow velocity de: circulating fluid Ti sigkett and the Schaureiwinkel. Therefore one can never get an essential moment without a considerable flow and heavy losses.

Bei jedem Drehmomentwandler ist das Abtriebs- 2« moment /'. abhängig vom Antriebs viomeu! T1, und dem Reaktionsmoment 'I1 ! T1. ■+■ T1 = T1 ). For every torque converter, the output torque is 2 'torque /'. depending on the drive viomeu! T 1 , and the reaction moment 'I 1 ! T 1 . ■ + ■ T 1 = T 1 ).

Die Differenz zwischen Eingang (Pumpenmoment) und Ausgang (Turbincnmoment) hängt auch von der Tangentialgeschwindigkeit am Schaufelradausgang 1S ab. Dies ist gleichzeitig dii Geschwindigkeit am Pumpeneingang, und je größer diese ist, um so großer ist auch die Tangentialgeschwindigkeit am Pumpenausgaiitj und um so starker ist das Turbinendrehmoment. Die luftzirkulation, die von einer J° Drehmomentiimwandking begleitet sein muß, ist demzufolge von der umlaufenden Strömung völlig abhängig und kann ohne starken Verlust auch nicht sehr groß sein.The difference between the input (pump torque) and output (Turbincnmoment) also depends on the tangential velocity at the blade wheel output 1 from S. This is at the same time the speed at the pump inlet, and the higher this is, the higher the tangential speed at the pump outlet and the higher the turbine torque. The air circulation, which must be accompanied by a torque imposition, is therefore completely dependent on the circulating flow and cannot be very large without a great deal of loss.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es indessen möglich, einen Impuls und ein Reaktionsmoment zu erhalten, das nicht vollständig von der Umlautströmung (,Massenstrom) der Flüssigkeit abhängig ist. Das Drehmoment am Schaufelrad, also die Differenz der Tangentialgeschwindigkeiten am Eingang und Aus- 4" gang, kann durch Veränderung der Drehgeschwindigkeit variiert werden, ohne daß deswegen notwendigerweise eine Veränderung der Umlaufströmung erforderlich wäre. Dieses Drehmoment kann auch variiert werden ohne eine Veränderung der Drehgeschwindigkeit oder der Umlaufströmung.With the present invention, however, it is possible to get an impulse and a moment of reaction that is not entirely dependent on the umlaut flow (, Mass flow) of the liquid is dependent. The torque on the paddle wheel, i.e. the difference between the Tangential speeds at the input and output 4 "can be changed by changing the rotational speed can be varied without necessarily changing the circulating flow would be required. This torque can also be varied without changing the rotational speed or the circulating flow.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Getriebe als Umlaufrädergetriebe ausgebildet, sein Umlaufräderträger mit der 5" Eingangswelle fest verbunden, sein Radkranz mit dem Schaufelrad gekoppelt und sein Sonnenrad über eine Freilaufkupplung am stationären Gehäuse abbremsbar ist. Der Freilauf bewirkt, daß beim Fehlen eines Reaklionsmomentesdas Schaufelrad leerlaufen kann.A particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that in per se As is known, the gearbox is designed as an epicyclic gearbox, its epicyclic gear carrier with the 5 " The input shaft is firmly connected, its rim is coupled to the paddle wheel and its sun gear is connected to a Overrunning clutch can be braked on the stationary housing. The freewheel causes that in the absence of one Reaction moments that the paddle wheel can idle.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Schaufeln des Schaufelrades in an sich bekannter Weise drehbar gelagert sind und mittels einer Vorrichtung auf verschiedene Betriebswinkel gebracht werden können. 6u Another feature of the invention is that the blades of the impeller are rotatably mounted in a manner known per se and can be brought to different operating angles by means of a device. 6u

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß zui Winkelverstellung der drehbaren Schaufel des Schaufelrades Stcllkräfte zur Anwendung kommen, die einerseits in Abhängigkeit von dei auf die drei/baren Schaufeln wirkenden Drehmomentbelastung versuchen, diese in Stellung für niedriges Drehmoment zu bringen und die andererseits in Abhängigkeit vom Füllilruck des Wandlers die drehbaren Schaufeln in eine S;el!ung für hohes Drehmoment zwingen.Another embodiment of the invention is characterized in that zui angular adjustment of the rotatable vane of the paddle wheel Stcll forces come into use, which on the one hand as a function of the torque load acting on the triple blades try to get this in position for low torque and the other depending on the filling pressure of the converter Force the rotatable blades into an elbow for high torque.

Ausfuhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der nachfolgenden Zeiehnungshesehreihung näher erläutert. Es zeigtExemplary embodiments of the present invention are shown in the following series of drawings explained in more detail. It shows

Fig. 1, 2 und 3 Prinzipsskizzen dreier Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wandlers,Fig. 1, 2 and 3 principle sketches of three embodiments of the converter according to the invention,

Fig. 4 ein Diagramm der Flüssigkeitsströmung ei nes hekannten aus drei Elementen bestehenden Wandlers,Fig. 4 is a diagram of the liquid flow ei a known transducer consisting of three elements,

Fig. 5 Drehmoment- und Wirkungsgradkurven vorbekannler Wandler,Fig. 5 torque and efficiency curves of known converters,

Fig. 6, 7 und S Diagramme der Flüssigkeitsströmungen eines Wandlers gemäß Fig. 1,6, 7 and 5 are diagrams of the liquid flows of a transducer according to FIG. 1,

Fig. y Drehzahl- ui.d Wirkungsgradkurven eines Wandlers gemäß Fig. 2, Fig. Y speed and efficiency curves of a converter according to Fig. 2,

Fig. 10 ein weiteres Strömungsdiagramm während des Kupplungshetricbs.10 shows a further flow diagram during the coupling hetricb.

Fig. ! t einen Vertikais<Siitt durch eine Ausführungsfonn des erfindungsgemäUen Wandlers,Fig.! t a vertica <siitt through an execution form of the converter according to the invention,

Fig. 12 eine Stirnansicht des Wandlers der F ig. 11.FIG. 12 is an end view of the transducer of FIG. 11th

Fig. 13 einen Vertikalschnitt uines weiteren Wandlers,13 shows a vertical section of a further transducer,

Fig. 14 bzw. 15 weitere Motivikationen in einem Vertikalschnitt bzw. schematisch14 and 15 further motivations in one Vertical section or schematically

Fig. 1 zeigt ein vom Motor angetriebenes Laufrad (Pumpenrad) /, ein leistungsumwalzendes Schaufelrad oder Turbinenrad Tc und j ine Abtriebsturbine T. Eine Antriebswelle 10 treibt einen Ritzelträger 11 eines Zahnrad-Planeieiigetrieber>, welches Ritzel besitzt, die einen Zahnkranz 12 antreiben. Der Zahnkranz 12 wird von der Tubrine Tc angetrieben, und der Träger 11 ist wirksam mit dem Laufrad / verbunden. Ein Sonnenrad 13 wirkt über eine Freilaufvorrichtung 14 auf einen stationären Teil 15 ein.1 shows an impeller (pump wheel) driven by the motor, a power-rolling impeller or turbine wheel Tc and a driven turbine T. The ring gear 12 is driven by the tubrine Tc , and the carrier 11 is operatively connected to the impeller /. A sun gear 13 acts on a stationary part 15 via a freewheel device 14.

In Fig. 2 ist ein Leitrad R zugefügt, welches ebenfalls über eine Freilaufvorrichtung 17 init dem stationären Teil 15 zusammenwirkt, /-'gibt die Richtungen der Flüssigkeitsströmung in dem Laufrad an.In Fig. 2 a stator R is added, which also interacts with the stationary part 15 via a free-wheeling device 17, / - 'indicates the directions of the liquid flow in the impeller.

Fig. 3 zeigt ein Leitrad, bei dem die Schaufelwinkel variabel sind. Der Winkel kann entsprechend der Belastung darauf variieren, und die Schaufelkurbeln 19 können mit einem Kolben verbunden sein, welcher von einer Feder getragen und mit eingeschlossener Flüssigkeit gedämpft wird.Fig. 3 shows a stator in which the blade angles are variable. The angle can be according to the load vary thereon, and the blade cranks 19 can be connected to a piston, which is carried by a spring and dampened with trapped liquid.

Fig. 4 veranschaulicht die Strömung in einem normalen, aus drei Elementen bestehenden Wandler. / ist eine Laufradschaufel; R ist eine Leitradschaufel; und T ist eine Turbinenschaufel. Vl- Vl stellt die momentane Geschwindigkeitsänderung dar, welche als »Stoßverlust« bekannt ist. Die Umlauf- oder Kreisringsfrömung F, die Lineargeschwindigkeit U oder Kreisringströmung F, die Lineargeschwindigkeit U der Schaufeln am Ausgang und die Timgentialgeschwindigkeit (Komponente der Absolutgcschwindigkeit) S sind angegeben. A V ist die Absolutgeschwindigkeit der Flüssigkeit beim Verlassen der Schaufeln; VR ist die Geschwindigkeit der Flüssigkeit relativ zu der Schaufel.Figure 4 illustrates the flow in a normal three element transducer. / is an impeller blade; R is a stator vane; and T is a turbine blade. Vl-Vl represents the instantaneous change in speed, which is known as "shock loss". The circumferential or circular ring flow F, the linear speed U or circular ring flow F, the linear speed U of the blades at the exit and the timing speed (component of the absolute speed) S are given. AV is the absolute velocity of the liquid as it exits the blades; VR is the speed of the liquid relative to the paddle.

Das Drehmoment an einem jeden Element eines Wandlers ist:The torque on each element of a converter is:

T = M (RS-R'S) T = M (RS-R'S)

Mist die Durchflußmenge, R der Radius am Ausgang und /?'der Radius am Eingang V ist die Ί mgcntialkomponente der Absolutgesi hwmdigkeii am .Ausgang und S' ist die Tangeniialkomponentc der Geschwindigkeit am Flüssigkeitseingang. M is the flow rate, R the radius at the outlet and /? 'The radius at the inlet V is the Ί mgcntialkompompente of the Absolutgesi hwmdigkeii at the exit and S' is the tangential component of the velocity at the liquid inlet.

Das linke Diagramm /rift den Abfallziisliind. Π;ι·.The diagram on the left shows the waste circle. Π; ι ·.

mittlere Diagramm zeigt etas Verhältnis 0,5, und das rechte Diagramm zeigt das Verhältnis 0,85.The middle diagram shows a ratio of 0.5, and that right diagram shows the ratio 0.85.

Man kann ersehen, daß das Leitraddrehmoment von Fabhängt und daß das Laufraddrehmoment !beträchtlich von U beeinflußt wird.It can be seen that the stator torque depends on Fab and that the impeller torque! Is influenced considerably by U.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der, daß ein großer Stromflußwinkel am Pumpenradeingnng verwendet werden kann. Fig. 5 zeigt die Vorteile, welche normalerweise mit Schaufeln dieser Art erreicht werden, und zwar bezüglich gesteigerter Wandler-Kapazität und bezüglich eines verbesserten Wirkungsgrades im oberen Drehzahlgrenzbereich. In Fig. 5 gilt 0 bis 4 für das Drehmomentverhältnis, 0 bis 1 für das Drehzahlverhällnis; 0 bis 100 ist der Wirkungsgrad in Prozent; 0 bis 5000 ist die Antriebsdreh zahl. Die Kurven »A« beziehen sich auf eine wandlcrkupplung A mit einem Laufradaustrittswinkel von zahl. Die Kurven »/1« beziehen sich auf eine Wandlerkupplung B mit einem Laufradauslrittswinkel von 145°. AE, BE stehen für den Wirkungsgrad. AT, BT stellen für das Drehmomentverhältnis. Al, Bl stehen für die Antriebsdrehzahl. Diese Vorteile werden beibehalten, konnten jetloch früher nicht voll genutzt werden, und zwar infolge des schlechten Wirkungsgrads im unteren Drehzahlbcruich und infolge der reduzierten Drehmomentübersetzung bei Abfall.An advantage of the present invention is that a large angle of current flow can be used at the pump impeller inlet. FIG. 5 shows the advantages which are normally achieved with blades of this type, namely with regard to increased converter capacity and with regard to improved efficiency in the upper speed limit range. In Fig. 5, 0 to 4 for the torque ratio, 0 to 1 for the speed ratio; 0 to 100 is the efficiency in percent; 0 to 5000 is the drive speed. The curves "A" relate to a converter clutch A with an impeller outlet angle of number. The curves »/ 1« relate to a converter clutch B with an impeller slip angle of 145 °. AE, BE stand for the degree of efficiency. AT, BT represent the torque ratio. Al, Bl stand for the drive speed. These advantages are retained and could not be used to the full in the past, due to the poor efficiency in the lower speed range and due to the reduced torque transmission when it drops.

Der bekannte aus drei Elementen bestehende Wandler wird gewöhnlich mit einem Stufengetriebe kombiniert, da der Drehmomentnereich nicht ausreicht und da die Drehzahlkennlinien so sind, daß nur ein Teil der Antriebsmotorleistung während der Drehmomentwandlung verwendet werden kann.The well-known three-element converter is usually with a step gear combined, since the torque range is insufficient and since the speed characteristics are such that only some of the drive motor power can be used during torque conversion.

Die Antriebsdrehzahl kann durch Änderung des Winkels der Leitradschaufeln geändert werden, da diese jedoch normalerweise am Ausgang einen kleinen Winkel haben, ist im wesentlichen nur ein Spielraum für Änderung in Richtung auf einen vergrößerten Winkel vorhanden. Dabei besteht die Tendenz zur weiteren Verschlechterung der Drehzahlkennlinien. Eine Änderung des Schaufelwinkels der Umlaufturbine der vorliegenden Erfindung liefert eine breite Vanationsmöglichkeit fur die Antriebsdrehzahl und die Antriebsleistung bei einem gegebenen Antriebsdrehmoment, und dies wird in F i g. 9 gezeigt. Die Motorantriebsleistung kann, wie erforderlich, genutzt werden.The drive speed can be changed by changing the angle of the stator vanes as however, these normally have a small angle at the exit is essentially only a margin present for change towards an enlarged angle. There is a tendency to further deterioration of the speed characteristics. A change in the blade angle of the rotary turbine of the present invention provides a wide range of possibilities for the drive speed and variation the drive power at a given drive torque, and this is shown in FIG. 9 shown. The motor drive power can be used as required.

Bei den Fig. 6, 7 und 8 handelt es sich um Strömungsdiagramme, ähnlich wie in Fi g. 4, jedoch bezogen auf einen Wandler gemäß der vorliegenden Erfindung, und dementsprechend ist die Strömung vom Laufrad (Pumpenrad) durch die Umlaufturbine 7c zu der Abtriebsturbine dargestellt. Fig. 6 zeigt Strömungsdiagramme beim Abfall, Fig; 7 zeigt die Verhältnisse bei dem Drehzahlverhältnis 0,5, und Fig. 8 zeigt die Verhältnisse bei Verkupplung. In Fig. 6 sind links die Verhältnisse bei 1750 U/min, dargestellt, in der Mitte die Verhältnisse bei 2800 U/min, und rechts die Verhältnisse bei 4000U/min. In Fig. 7 sind links die Verhältnisse bei 1950 U/min, dargestellt, in der Mitte die Verhältnisse bei 3000 U/min, und rechtsjdie Verhältnisse bei 3500 U/min. Die entsprechenden Drehzahlen für die Fig. 4 und 8 sind 1450, 1600, 2000 und 2850, 3500 und 4200.6, 7 and 8 are flow diagrams, similar to Fig. 4, but based on a converter according to the present invention, and accordingly the flow from the impeller (impeller) through the rotary turbine 7c is closed the output turbine shown. Fig. 6 shows flow diagrams in the case of waste; 7 shows the situation at the speed ratio 0.5, and FIG. 8 shows the relationships with coupling. In Fig. 6 are on the left the conditions at 1750 rpm, shown in in in the middle the ratios at 2800 rpm, and on the right the ratios at 4000 rpm. In Fig. 7 are left the ratios at 1950 rpm, shown in In the middle, the ratios at 3000 rpm, and on the right Ratios at 3500 rpm. The corresponding speeds for Figs. 4 and 8 are 1450, 1600, 2000 and 2850, 3500 and 4200.

Die Flüssigkeit läuft mit der Kreisringströmungsgeschwindigkeit Fum (Fig. 7) und verläßt das Laufrad mit einer Absolutgeschwindigkeit A V(Fig. 6 und 7), bedingt durch den Winkel A und die Lineargeschwindiekeit U am Schaufclausgang. Die Tangentialkomponentc S öcr Absolutgcschwindigkcit ist dargestellt.The liquid runs with the circular flow velocity Fum (Fig. 7) and leaves the impeller with an absolute velocity AV (Fig. 6 and 7), due to the angle A and the linear velocity U at the blade outlet. The tangential component S öcr absolute velocity is shown.

Man erkennt, daß die Tangentialkomponente S amIt can be seen that the tangential component S am

Ausgang der Umlaufturbine Tc wiihrend der Drehtnomentvvancllung beträchtlich kleiner ist als diejenige am Ausgang des Laufrads /. Außerdem kann S am Ausgang der Umlaufturbine Tc sehr viel besser konstant gehalten werden als .V am Lauf radausgang, wenn die Winkel der Schaufeln der Umlaufturbine Tc variabel sind. Das Laufrad / und die Turbine Tc bildenThe outlet of the rotary turbine Tc during the development of the torque is considerably smaller than that at the outlet of the impeller /. In addition, S at the outlet of the rotary turbine Tc can be kept constant much better than .V at the impeller wheel exit when the angle of the blades of the rotary turbine Tc are variable. The impeller / and the turbine Tc form

"> zusammen ein System mit Laufrad und Rückwirkung, und da die Tangentialkomponente S am Ausgang bei stark verschiedenen Drehzahlen ziemlich konstant gehalten werden kann, kann der Motor mit stark verschiedenen Drehzahlen betrieben werden, und zwar"> together a system with impeller and reaction, and since the tangential component S at the output can be kept fairly constant at widely different speeds, the motor can be operated at widely different speeds

•5 bei keiner oder nur geringer Änderung des Motordrehmoments Die zugeführte Leistung kann beliebig variiert werden.• 5 if there is little or no change in the engine torque The power supplied can be varied as required.

Wie bekannt ist, ändert sich das einem Drehmomentwandler normaler Konstruktion zugeführteAs is well known, that supplied to a torque converter of normal construction changes

Jo Drehmoment mit dem Quadrat der Antriebsdrch/ahl und die Größe der Umlaufströmung F mit der Antriehs/ahl. Jo torque with the square of the drive shaft and the size of the circulating flow F with the drive shaft.

Die Winkel der Schaufeln und die Richlungswinl-el der ankommenden Flüssigkeit unterscheiden sich iil · ι einen großen Bereich von Drehzahlübersctziing und Antriehsdrehzahl nicht stark, d.h., es kommt mn .u einem geringen Stoßverlusl, welcher dadurch verursacht wird, daß eine momentane Gcschwindigkcitsaü derung, wie in Fig. 4 veranschaulicht, erfolgt.The angles of the blades and the directional angles the incoming liquid differ iil · ι a wide range of speed reduction and Drive speed not high, i.e. it comes mn .u a small shock loss caused by it is that an instantaneous speed change, as illustrated in Fig. 4, takes place.

Man wird auch erkennen, daß die Umlaufs! ι nmung Fsich bei Änderung der Antriebsdrehzahl m. I der Antriebsleistung nur geringfügig ändern kann · .\i die Größe von F nicht zusammen mit den entspi. chenden Verlusten zunimmt, wenn die' Antriebs!* stung gesteigert wird, wie dies in bekannten Ger ι ι der Fall ist. sind größere Wirkungsgrade erreich!'. . Man kann auch ersehen, daß, wenn die Winkel < ■ Schaufeln der Umlaufturbine Tc nicht variabel m·.»i. gesteigerte Antriebsdrehzahlen im Drehmome ;You will also see that the Umlauf! ι nmung Fsich when changing the drive speed m. I the drive power can only change slightly ·. \ i the size of F not together with the corresp. The corresponding losses increases when the drive power is increased, as is the case in known devices. higher degrees of efficiency are achieved! '. . One can also see that if the angles <■ blades of the rotary turbine Tc are not variable m ·. »I. increased drive speeds in torque;

4" Wandlungsbereich erreichbar sind. Dies führt zu steigerten Wirkungsgraden und konstanteren . .>. triebsdrehzahlen.4 "conversion range can be achieved. This leads to increased efficiencies and more constant.>. drive speeds.

Eine Umlaufturbine mit festen Schaufeln kanr > Verbindung mit ejnem Leitrad mit variablen Sch ν fein vorteilhaft verwendet werden.A rotary turbine with fixed blades can be used Connection with a guide wheel with variable Sch ν fine to be used advantageously.

Das von der Umlauf turbine Tc entwickelte Drehmoment rührt von dem Unterschied von 5 am Lauradausgang und am Ausgang der Umlaufturbine '. her.The torque developed by the rotary turbine Tc is due to the difference of 5 at the Laurad output and at the output of the rotary turbine. here.

so Jedes Drehmoment an der Umlaufturbine Tc füiu; zu Rückwirkung und Drehmomentwandlung, un.i man wird erkennen, daß dies bei viel höheren Drehzahlen und bei knapperen Drehzahlübersstzungen der Fall sein kann, als es bisher erreichbar war.so every torque on the rotary turbine Tc füiu; on reaction and torque conversion, and it will be seen that this can be the case at much higher speeds and with tighter speed ratios than was previously achievable.

Es liegt natürlich innerhalb des Rahmens der Erf in dung, wenn ein Element Tc mit dem Laufrad verzahn! wird und das dritte Bauteil des Getriebes nicht mir einem festen Teil, sondern z. B. mit einem Abtriebsteil verbunden ist.It is of course within the scope of the invention if an element Tc is toothed with the impeller! is and the third component of the transmission is not me a fixed part, but z. B. is connected to a stripping part.

Durch Aufnahme des zusätzlichen stationären Leitrads, wie in Fig. 2, ist die Gesaritrückwirkung beträchtlich, wodurch dergroße Drehmomentbereich, welcher in F ι g. 9 dargestellt ist, erzielt wird. In F i g. 9 ist TR das Drehmomentverhältnis, SR ist das Dreh-By including the additional stationary stator, as in FIG. 2, the total reaction is considerable, whereby the large torque range which is shown in FIG. 9 is achieved. In Fig. 9 TR is the torque ratio, SR is the torque

Zahlverhältnis, E ist der Wirkungsgrad, /R ist die Antriebsdrehzahl, IRl ist die maximale Drehzahl, IR2 ist die Zahl der Umdrehungen pro Minute bei einer mittleren Drehzahl, IR3 ist die minimale Zahl derPay ratio, E is the efficiency, / R is the drive speed, IRl is the maximum speed, IR2 is the number of revolutions per minute at a medium speed, IR3 is the minimum number of

S "< 1S "<1

U. drehiingen pro Minute bei Vollgas, IR4 ist die /aiii der Umdrehungen pro Minute bei Halbgas, Ll ist der Wirkungsgrad bei hohen Antriebsdrehzahlcn, /2 ist der Wirkungsgrad bei niedrigen Aritriebsdrch-/iihlen. TRX ist das Drehniomcntverhältnis bei hohen Antricbsdrehzahlcn und TRl ist das Drehmomentverhältnis bei niedrigen AntriebscJichzahlcn. Wenn, wie > benstehend beschrieben, ein Leitrad mit variablem Schaufelrad verwendet wird, wird der Stoßverlust innerhalb des ganzen Wandlers größtenteils ausgeschaltet, und dies ist ein Zustand, dem man bisher nicht nahekam.U. revolutions per minute at full throttle, IR4 is the / aiii of the revolutions per minute at half throttle, Ll is the efficiency at high drive speeds, / 2 is the efficiency at low operating pressures. TRX is the torque ratio at high drive speeds and TR1 is the torque ratio at low drive speeds. If, as described below, a variable vane stator is used, the shock loss within the entire converter is largely eliminated, and this is a state that has not been approached before.

In bekannten Wandlern hört die Rückwirkung auf, wenn die Tangentialgeschwindigkeit am Turbinenausgang derjenigen am Leitradausgang nahekommt. '5 Dies ist normalerweise bei relativ niedrigen Drehzahlen der Fall infolge der zunehmenden Lineargeschwindigkeit der Turbinenschaufeln am Ausgang: siehe Fig. 4.In known converters, the reaction ceases when the tangential speed at the turbine outlet comes close to the one at the stator exit. '5 This is usually at relatively low speeds the case as a result of the increasing linear speed of the turbine blades at the exit: see Fig. 4.

In der vorliegenden Erfindung ist die Erzeugung von Rückwirkung in einem breiten Drehzahlbereicb und bei knapperen Drehzahlvcrhältnissen möglich, womit eine entsprechende Zunahme des Wirkungsgrades verbunden ist; siehe Fig. 8. Wenn die Rückwirkung aufhört und der sogenannte Kupplungspunkt *5 erreicht ist. kann die Umlaufturbine infolge des Freilaufs unterdrehen, und die Strömung kann, wie in Fig. 10 dargestellt, sein. In der Ansicht von Fig. 10 betragt die Drehzahl 4200 U/min., und die Umilauftur'.ine Tc unterdreht. 3"In the present invention, the generation ° * of reaction in a wide Drehzahlbereicb and tighter Drehzahlvcrhältnissen is possible, whereby a corresponding increase in efficiency is connected; see Fig. 8. When the reaction ceases and the so-called coupling point * 5 has been reached. The rotary turbine can under-rotate as a result of the freewheeling, and the flow can be, as shown in FIG. 10. In the view of FIG. 10, the speed is 4200 rpm, and the revolving speed is a Tc . 3 "

Es wird jetzt auf die Fig. 11 und 12 Bezug genommen: Reference is now made to Figures 11 and 12:

Eine Antriebswelle 10 treibt das Gehäuse ZC des Wandler- über die Platte 21. Das Gehäuse treibt das Laufrad / an. Die Umlaufturbine Tc hat Schaufeln 22, die auf Achsen 23 drehbar gelagert sind. Die Achsen 23 tragen Kurbeln 24, welche eine Verbindung mit Kolben 25 herstellen. Die Oberflächen, welche die Innen- und Außenseiten der Schaufeln einschließen, können kugelförmig sein, wie in Fig. 13 dargestellt. Bauteile 33, 34 verbinden das Elememnt Tc mit einem Zahnkranz 26. Ein Zahnradkäfig 27 verbindet das Gehäuse 20 mit dem Laufrad / und besitzt Seitenplatten 35, 36, welche zusammen den Zahnkranz 26 und Ritzel 28 einschließen, so daß eine Füllpumpe gebildet wird. Ein Sonnenrad 24 wirkt auf ein festes Rohr 29 über einen Freilauf 25. Die Platten 35,36 sind an dem Gehäuse 20 durch Schrauben 36A befestigt. Die Turbine Tsitzt auf der Abtriebswe'le 9, und das Leitrad R wirkt auf das feste Rohr 29 über einen Freilauf 30 ein. Die Teile befinden sich innerhalb eines Gehäuses 8 und werden von diesem getragen. A drive shaft 10 drives the housing ZC of the converter via the plate 21. The housing drives the impeller /. The rotary turbine Tc has blades 22 which are rotatably mounted on axles 23. The axles 23 carry cranks 24 which establish a connection with pistons 25. The surfaces enclosing the inside and outside of the blades may be spherical, as shown in FIG. 13. Components 33, 34 connect the element Tc to a ring gear 26. A gear wheel cage 27 connects the housing 20 to the impeller / and has side plates 35, 36 which together enclose the ring gear 26 and pinion 28, so that a filling pump is formed. A sun gear 24 acts on a fixed tube 29 via a freewheel 25. The plates 35,36 are attached to the housing 20 by screws 36A . The turbine T is seated on the output shaft 9, and the stator R acts on the fixed pipe 29 via a freewheel 30. The parts are located within a housing 8 and are carried by this.

Wann immer die Antriebswelle 10 sich dreht und das Laufrad / antreibt, dreht sich die Turbine Tc mit zunehmender Drehzahl.Whenever the drive shaft 10 rotates and drives the impeller /, the turbine Tc rotates with increasing speed.

Der Kolben 25 schließt ein Teil 40 ein, welches von den Bauteilen 33. 34 getragen wird, so daß ein Raum 41 gebildet wird.The piston 25 includes a portion 40 which is carried by the components 33, 34 so that a Room 41 is formed.

Der Druck innerhalb des Wandlergehäuses 2Cversucht, den Kolben 25 in eine Richtung zu verschieben, und der Druck in dem Raum 41 versucht, ihn in die andere Richtung zu verschieben. Der Druck in dem Raum 41 kann mit einem Druckregulierventil 23A gesteuert werden.The pressure inside the transducer housing 2C tries to move the piston 25 in one direction and the pressure in the space 41 tries to move it in the other direction. The pressure in the space 41 can be controlled with a pressure regulating valve 23A.

Die Füllpumpe hat Eintrittskanäle 42, weiche unter einem Winkel so ausgebildet sind, daß der Einlauf unterstützt wird, und eine Saugleitung 43, wozu ein Filter in einem Sumpf gehört (iilinüoh 37, 38 in Fig. 13)The filling pump has inlet channels 42 which are formed at an angle so that the inlet supports and a suction line 43, including a filter in a sump (iilinüoh 37, 38 in Fig. 13)

Der Druck in dem Wandler wird mit einem Venti 46 gesteuert, welches eine Auslaßöffnung 46vl kon Irolliert. Ein Regler 49, 50 wird von der Abtriebs welle 9 angetrieben und dient zur Reduzierung de Wandlei-Fülldrucks entsprechend der Zunahme de Drehzahl der Abtriebswellc 9. Der mechanische Reg ler 49, 50 wirkt so, daß die Belastung einer Fede 51 gesteigert wird, welche auf die öffnung des Ventil 46 hinwirkt. Die Feder 47 wirkt auf die Schließunj des Venti's hin.The pressure in the transducer is controlled by a valve 46 controlled, which an outlet port 46vl kon Irolliert. A controller 49, 50 is the output shaft 9 driven and used to reduce de Wandlei filling pressure according to the increase in de Speed of the Abtriebswellc 9. The mechanical Reg ler 49, 50 acts so that the load on a spring 51 is increased, which on the opening of the valve 46 works towards it. The spring 47 acts towards the closure of the valve.

Ein Ventil 52 wird mit dem Gaspedal des Antriebs motors und/oder einem von Hand betätigten Hebel der mit dem Hebel 52A verbunden ist, betätigt 11 ändert den Druck im Raum 53 entsprechend der Pe dalstellung. Das Ventil 52 hat einen reduzierendei Umgang 54 und einen reduzierten Ausgang 55. E: liefert maximalen Druck, wenn der Eingang voll ge öffnet und der Ausgang voll geschlossen ist, und mini maler Druck (Null), wenn der Eingang voll geschlos sen und der Ausgang voll geöffnet ist. Mittlere Drückt sind bei mittleren Stellungen vorhandenA valve 52 is with the accelerator pedal of the drive motor and / or a manually operated lever which is connected to the lever 52A , actuated 11 changes the pressure in space 53 according to the Pe dalstellung. The valve 52 has a reducing port 54 and a reduced outlet 55. E: delivers maximum pressure when the inlet is fully open and the outlet is fully closed, and minimum pressure (zero) when the inlet is fully closed and the outlet is fully closed is fully open. Medium pressures are present in medium positions

Das in Fig. 13 gezeigte Gerät umfaßt ein ZwH gang- und Riickwärtsgetriebe mit Kupplung um Bremse. In Fig. 13 trägt ein Rohr 59 Federn 60, 61 und ein Gewicht 62. Wenn die Abtriebswelle 9 steht wirkt die volle Last der Federn auf das Überdruckventil 63, welches mit dem Flüssigkeitsvorrat über einer reduzierten Kanal verbunden ist, mit zunehmendei Drehzahl jedoch verringert die Zentrifugalkraft, wcl ehe auf die Federn und auf das Gewicht 62 wirkt, dit Federkraft, welche auf das Ventil 63 wirkt. Bei mäßigen Drehzahlen drückt das Gewicht gegen ein Gegen lager 6'* so daß die Feder 61 unwirksam gehalter wird, und bei höheren Drehzahlen liegen die äußeret Windungen der Feder 60 aneinander an. Auf dies« Weise wird die wirksame Feder bei zunehmende! Drehzahl kürzer, und der von dem Ventil 63 aufrechterhaltene Druck wird geringer.The apparatus shown in Fig. 13 comprises a ZwH speed and reverse gearbox with clutch around brake. In FIG. 13, a tube 59 carries springs 60, 61 and a weight 62. When the output shaft 9 is at a standstill, the full load of the springs acts on the pressure relief valve 63, which is connected to the liquid supply via a reduced channel, with increasing egg However, the speed of rotation reduces the centrifugal force before acting on the springs and on the weight 62, dit Spring force acting on valve 63. At moderate speeds, the weight presses against something bearing 6 '* so that the spring 61 held ineffective is, and at higher speeds, the outer turns of the spring 60 are against each other. On this" Way becomes the most effective spring with increasing! Speed is shorter, and that maintained by valve 63 The pressure is decreasing.

Dieser Druck wird über das Loch 65 dem äußerer Ende des Ventils 66 zugeführt, dessen inneres End« den Fülldruck reguliert. Eine Feder 67 wirkt auf da; Vt ,itil 66. Die Abtriebswelle 9 des Wandlers trägt eir Sonnenrad 70, welches mit Ritzeln 71 in Eingriff steht Diese Ritzel stehen mit Ritzeln 72 in Eingriff, weicht wiederum mit einem Zahnkranz 73 und einem Sonnenrad 74 in Eingriff stehen. Das Sonnenrad 74 kanr mit der Welle 9 durch die Kupplung 77, so daß direk ter Antrieb besteht, verbunden werden oder abei kann für indirekte Übersetzung mit der Bremse 7i gehalten werden. Die Betätigung einer Bremse 79 lie fert den Rückwärtsgang. Eine Abtriebswelle 80, wel ehe von dem Getriebe ausgeht, ist an einem Getriebe träger 81 befestigt. Die Kupplung und die Bremse werden durch Flüssigkeitsdruck auf bekannte Art unc Weise betätigt, und ein Ventil ist vorhanden, welchedazu dient, den Geräten zur Wahl der beiden Gänge der Rückwärts- und der Neutralstellung, Druck zuzu leiten oder wegzunehmen. Die Bremse 78 kann groß tenteils selbstgreifend sein, und die Kupplung 77 kanr eine so große Kapazität haben, daß sie mit niedrigen-Flüssigkeitsdruck arbeitet. Das Umschaltventil kanr auf bekannte Art und Weise von Hand betätigt wer den. Wahlweise können die beiden Gänge automatisch ebenfalls auf bekannte Art und Weise gewechseil werden.This pressure is fed through the hole 65 to the outer end of the valve 66, the inner end of which " regulates the filling pressure. A spring 67 acts on there; Vt, itil 66. The output shaft 9 of the converter carries eir Sun gear 70, which is in engagement with pinions 71. These pinions are in engagement with pinions 72, giving way are in turn engaged with a ring gear 73 and a sun gear 74. The sun gear 74 kanr with the shaft 9 through the coupling 77, so that there is direk ter drive, connected or abei can be held for indirect translation with the brake 7i. The operation of a brake 79 was make the reverse gear. An output shaft 80, wel before going out from the gearbox, is on a gearbox carrier 81 attached. The clutch and the brake are unc Way operated, and a valve is present, which is used to allow the devices to select the two gears the reverse and neutral positions to apply or remove pressure. The brake 78 can be large partially self-engaging, and the clutch 77 can have such a large capacity that it can operate with low-fluid pressure is working. The switching valve can be operated by hand in a known manner the. Optionally, the two gears can also be switched automatically in a known manner will.

Das Zweigang- und Rückwärtsgetriebe kann durch ein einfaches mechanisches Umkehrgetriebe, wie irThe two-speed and reverse transmission can be through a simple mechanical reverse gear, such as ir

409 607/90409 607/90

Xf.Vv.fl'Xf.Vv.fl '

Fig. 14 dargestellt, ersetzt sein. Die Abtriebswelle 9 trägt ein Sonnenrad 83, welches mit Ritzeln 84 in Eingriff steht, welche wiederum mit Ritzeln 85 in Eingriff liehen und welche mit dem Sonnenrad 86 in Eingriff itehen, das auf der Antriebswelle 87 sitzt. Der Träger ♦6 ha't eine verschiebbare Klauenkupplung 88, welche Zähne 89 für den Vorwärtslauf und Zähne 90 für den Rückwärtslauf einrücken kann. Die Reibkegel 91 fasien das Gehäuse 92, so daß rotierende Teile zum Stillstand gebracht werden, ehe die Zähne der Klauenkupplung fassen. Das Bauteil 88 kann zusätzliche Zähne tragen, welche geeignet geformt sind, so daß, um eine Parksperre zur Verfugung zu haben, ein festes Teil gefaßt wird.14 shown, be replaced. The output shaft 9 carries a sun gear 83 which meshes with pinions 84, which in turn meshes with pinions 85 borrowed and which itehen with the sun gear 86 which is seated on the drive shaft 87 in engagement. The carrier ♦ 6 has a slidable dog clutch 88, which teeth 89 for the forward run and teeth 90 for the Reverse can engage. The friction cone 91 fasien the housing 92 so that rotating parts are brought to a standstill before the teeth of the dog clutch grasp. The component 88 can carry additional teeth which are suitably shaped so that, in order to have a parking lock available, a fixed part is taken.

Die Füllpumpe, welche normalerweise von Flüssigkeit umgeben ist, fördert direkt in das Innere des Wandlers. Ein Ritzel der Pumpe zumindest kann unabhängig wirken, wenn der FUIIdruck niedrig ist, und kann für Druck im Raum 41 sorgen, wobei dieser Druck mit einem Druckregulierventil 23A (siehe Fig. 11) gesteuert werden kann.The filling pump, which is normally surrounded by liquid, delivers directly into the interior of the converter. At least one pinion of the pump can act independently when the FUIIdruck is low, and can provide pressure in the space 41, which pressure can be controlled with a pressure regulating valve 23A (see FIG. 11).

Fig. 15 gibt ein Gerät mit zwei Abtriebswellen 9 und 9A wieder. Ein solches Gerät kann für ein Kraftlahrzcug mit Vierradantrieb verwendet werden, wobei die äußere Welle die Vorderräder antreibt und die innere Welle die Hinterräder. Das Abtriebsdrehmoment kann, wie erforderlich, über die geteilte Turbine T1, T2 aufgeteilt werden. Das Drehmoment wird automatisch reduziert, wenn es zum Raddurchdrehen kommt, d. h., das Drehmoment an den Wellen 9 und 9/1 wird sich ändern, falls alle Straßenradpaare oder ein Straßenradpaar rutschen sollten.15 shows a device with two output shafts 9 and 9A . Such a device can be used for a four-wheel drive motor vehicle with the outer shaft driving the front wheels and the inner shaft driving the rear wheels. The output torque can, as required, be divided over the divided turbine T 1 , T 2 . The torque is automatically reduced when the wheel spins, ie the torque on shafts 9 and 9/1 will change if all pairs of road wheels or one pair of road wheels should slip.

Beim Betrieb der Wandler gemäß dieser Erfindung dreht sich die Antriebswelle, und die Pumpe bzw. das Laufrad / dreht sich ebenfalls, und Flüssigkeit läuft, wie bei FinFig. 2 dargestellt, um. Flüssigkeit, welche das Laufrad verläßt, treibt die Umlaufturbine Tc an, und die Füllpumpe hält einen Druck in dem Wandler und einen niedrigeren Druck in dem Raum 41 aufrecht. Drehmomentbelastung auf den Schaufeln 22 versucht, die Schaufeln auf einen Winkel mit niedrigem Drehmoment zu drel.cn, genauso wie der Druck in dem Raum 41. Der Fülldruck in dem Wandler versucht, die Schaufeln auf einen Winkel mit hohem Drehmoment zu drehen, d. h. auf einen solchen, durch welchen die Flüssigkeit rückwärts gelenkt wird, wodurch die Tangentialgeschwindigkeit am Ausgang reduziert wird; siehe Fig. 6 rechts. Die umlaufende Flüssigkeit geht durch die Turbine T und das Leitrad R und tritt in das Laufrad / ein.In operating the transducers in accordance with this invention, the drive shaft rotates, and the pump or impeller / rotates as well, and fluid runs, as in FinFig. 2 shown to. Liquid leaving the impeller drives the rotary turbine Tc and the fill pump maintains a pressure in the transducer and a lower pressure in the space 41. Torque loading on the blades 22 tries to drel.cn the blades to a low torque angle, as does the pressure in the space 41. The fill pressure in the transducer tries to rotate the blades to a high torque angle, ie those through which the liquid is directed backwards, thereby reducing the tangential velocity at the exit; see Fig. 6 right. The circulating liquid goes through the turbine T and the stator R and enters the impeller /.

Wenn sich die Schaufeln 22 in der Stellung für minimales Drehmoment befinden, ist die Umlaufturbine relativ wirkungslos, und die Wandlerkennlinien sind im wesentlichen so, wie die Kurven A in Fig. 5.When the blades 22 are in the minimum torque position, the rotary turbine is relatively ineffective and the converter characteristics are essentially like curves A in FIG. 5.

Wenn sich die Schaufeln in der Stellung für maximales Drehmoment befinden, wird dem Laufrac durch das Getriebe ein beträchtliches Antriebsdreh moment zusätzlich zu demjenigen, das von der An triebsmaschine herrührt, vermittelt, d.h., Leislungs umwälzung und Antriebsdrehzahl können wesentlicl gesteigert werden.When the blades are in the maximum torque position, the barrel rac through the transmission a considerable drive torque in addition to that of the on engine comes from, mediated, i.e., performance Circulation and drive speed can be increased significantly.

Die Drehmomentbelastung auf den Schaufeln 22 wird natürlich mit zunehmender Drehzahl der Abtriebswelle 9 und mit der Reduzierung des Drehmoment- und Drehzahlverhältnisses geringer werden Der von der Abtriebswclle angetriebene Regler reduziert den Fülldruck bei gesteigerten Drehzahlen mil dem Ziel, die Drehmomentbelastungen über dem Bereich auszugleichen. Diese Druckänderung ist zuiThe torque load on the blades 22, of course, increases as the speed of the output shaft increases 9 and decrease with the reduction of the torque and speed ratio The regulator driven by the output shaft reduces the filling pressure at increased speeds mil aiming to balance the torque loads across the range. This change in pressure is zui

'5 Füllung des Wandlers geeignet und nimmt von dei Pumpe unnötigen Druck und Leistungsverlust im höheren Drehzahlbereich.'5 filling of the transducer suitable and takes unnecessary pressure and loss of power in the higher of the pump Speed range.

Das Ventil 32 kann in einem Bereich betätigt werden, in dem die Antriebsmaschine unter VollgasThe valve 32 can be operated in a range in which the prime mover is at full throttle

so bleibt. Dies ergibt eine weitere Variation des Fülldrucks, so daß die Schaufeln 22 in Stellungen verschoben werden können, welche zwischen der Stellung für maximales Drehmoment und der Stellung für minimales Drehmoment liege.i, wodurch variable und ge-stays that way. This results in a further variation of the filling pressure, so that the blades 22 can be moved into positions which between the position for maximum torque and the position for minimum torque. i, which means that variable and

»5 wünschte Antriebsdrehzahl und Leistungsübertragung möglich sind.»5 required drive speed and power transmission possible are.

Das Ventil 66 in Fig. 13 hält minimalen Fülldruck entsprechend der Belastung der Feder 67 aufrecht, wenn an dem äußeren Ende kein Druck wirkt. Maxi-The valve 66 in Fig. 13 maintains a minimum filling pressure corresponding to the load on the spring 67, when there is no pressure at the outer end. Maxi-

3" maler Druck ist vorhanden, wenn der Druck am Ventil 63 maximal ist, d. h. wenn die Welle 9steht, und dieser Druck wird zum Raum 17 geleitet. Der Druck im Raum 17 kann jedoch zwischen Null und maximal variieren, sowohl entsprechend der Stellung des Ventils 52 als auch entsprechend der Drehzahl der Welle 9. Der Druck im Raum 41 kann konstant und etwas größer als der minimale Fülldruck gehalten werden. Während der Verkupplung, wenn die Fülldrücke niedrig liegen, liegt keine Drehmomentrückwirkung3 "painter pressure is present when there is pressure on the valve 63 is maximal, i.e. H. when the shaft 9 is at a standstill, and this pressure is fed to the space 17. The pressure in However, space 17 can vary between zero and maximum, both according to the position of the valve 52 as well as according to the speed of the shaft 9. The pressure in space 41 can be constant and somewhat greater than the minimum filling pressure. During the coupling when the filling pressures are low, there is no torque retroaction

♦° vor, und die Umlaufturbinc kann unterdrrhen; ein gewisses Drehmoment an ihr zum Antrieb der Pumpe wird jedoch vorhanden sein, die wirksame Drehzahl der Pumpe wird jedoch reduziert sein.♦ ° in front, and the circulation turbine can suppress; a certain However, there will be torque on it to drive the pump, which is the effective speed however, the pump will be reduced.

Beim Betrieb im hohen Drehzahlgrenzbereich wird das Leitrad R auf die bekannte Art und Weise frei laufen. Eine Rückwirkung wird jedoch bei sehr viel höheren als normalen Drehzahlen an dem Sonnenrad 24 erfolgen.When operating in the high speed limit range, the stator R will run freely in the known manner. A reaction will, however, take place at the sun gear 24 at very much higher than normal speeds.

Wenn eine Änderung der Getriebeübersetzung desIf the gear ratio of the

jo Gerätes von Fig. 13 vorgenommen wird, wird auch der Wandler die Übersetzung ändern, und Steuereinrichtungen können angebracht werden, so daß ein weicher Betrieb mit beliebig variabler Übersetzung in einem großen Drehzahlbereich, z. B. von 8:1 bis zu 1:1 möglich ist.jo device of Fig. 13 is made, will also the converter will change the gear ratio, and controls can be attached so that a soft operation with any variable translation in a large speed range, e.g. B. from 8: 1 to to 1: 1 is possible.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (9)

ί 817 532 Patentansprüche:ί 817 532 claims: 1. Hydrodynamischer Drehmoment- oder Drehzahlwandler mit einem mit der Eingangswelle gekoppelten Pumpenrad, einem mit der Ausgangswelle gekoppelten Turbinenrad sowie einem zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad angeordneten weiteren Schaufelrad, wobei das Schaufelrad mit der Getrieheeingangswelle über ein Getriebe gekoppelt ist, bei dem ein Getriebelement an einem stationären Teil abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad ( 7V) als eine zweite im wesentlichen axial durchströmte Turbine ausgebildet ist und somit einen Leistungsrückfluß zu dem Getriebe (11 bis 14) erzeugt, wobei ein positives Drehmoment am Pumpenrad (i) und ein negatives Reaktionsmoment am stationären Teil (14. 15) wirkt. 1. Hydrodynamic torque or speed converter with one connected to the input shaft coupled pump wheel, a turbine wheel coupled to the output shaft and a further impeller arranged between the pump wheel and the turbine wheel, wherein the paddle wheel is coupled to the transmission input shaft via a transmission in which a transmission element can be supported on a stationary part, characterized in that the Impeller (7V) is designed as a second turbine, through which flow is essentially axial, and thus generates a power return flow to the transmission (11-14), with a positive torque on the pump wheel (i) and a negative reaction torque on the stationary part (14. 15) acts. 2. Hydrodynamischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Getriebe als Umlaufrädergetriebe ausgebildet, sein Umiaufrädertriiger (11) mit der Eingangswelle (10) fest verbunden, sein Radkranz (12) mit dem Schaufelrad (7V) gekoppelt und sein Sonnenrad (13) über eine Freilaufkupplung (14) am stationären Gehäuse (15) abbremsbar ist.2. Hydrodynamic converter according to claim 1, characterized in that in per se known way the gear is designed as a planetary gear, its Umiaufrädertriiger (11) firmly connected to the input shaft (10), its wheel rim (12) coupled to the paddle wheel (7V) and its sun gear (13) can be braked via an overrunning clutch (14) on the stationary housing (15) is. 3. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln des .Schaufelrades (Tc) in an sich bekannter Weise drehbar gelagert sind und daß sie mittels einer Vorrichtung auf verschiedene Betriebswinkel gebracht werden 1 innen.3. Converter according to one of the preceding claims, characterized in that the blades of the .Schaufelrades (Tc) are rotatably mounted in a manner known per se and that they are brought to different operating angles by means of a device 1 inside. 4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Winkelverstcllung der drehbaren Schaufeln des Schaufelrades (7t) Stellkräfte zur Anwendung kommen, die einerseits in Abhängigkeit von der auf die drehbaren Schaufeln wirkenden Drehmomentbelastung versuchen, diese in Stellung für niedriges Drehmoment zu bringen und die andererseits in Abhängigkeit vom Fiilldruck des Wandlers die drehbaren Schaufeln in eine Stellung für hohes Drehmoment zwingen.4. Converter according to claim 3, characterized in that for Winkelverstcllung the rotatable Shovels of the paddle wheel (7t) actuating forces are used, which on the one hand are dependent of the torque load acting on the rotating blades try to reduce them to To bring position for low torque and the other hand depending on the fill pressure of the converter force the rotating vanes to a high torque position. 5. Wandler nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Reglervorrichtung, welche von der Turbine zur Änderung des Fülldrucks angetrieben wird.5. Converter according to claim 4, characterized by a regulator device, which of the Turbine is driven to change the filling pressure. 6. Wandler nach den Ansprüchen 4 und 5, gekennzeichnet durch eine von Hand gesteuerte Druckreguliervorrithtungzur Änderung des Fülldrucks. 6. Converter according to claims 4 and 5, characterized by a manually controlled one Pressure regulation device for changing the filling pressure. 7. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlaufrädergetriebe teilweise oder ganz eingeschlossen ist, so daß es auch als Füllpumpe wirkt.7. Converter according to claim 2, characterized in that the planetary gear is partially or is completely enclosed so that it also acts as a filling pump. 8. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Leitrades (R). 8. Converter according to one of the preceding claims, characterized by the use of a stator (R). 9. Wandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, da(3 das Leitrad drehbar gelagerte Schaufeln hat.9. Converter according to claim 8, characterized in that (3, the stator rotatably mounted Has shovels. K). Wandler nach Anspruch !,gekennzeichnet durch die Verwendung von mindestens zwei Turbinenrädern. K). Converter according to claim!, Characterized by using at least two turbine wheels. Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrodynann sehen Urehmomenl- oder Drehzahlwandler, mit ei nem mit der Eingangswelle gekoppelten Pumpenrad, einem mit der Ausgangswelle gekoppelten PumpenThe invention relates to a hydrodynamic see Urehmomenl- or speed converter, with ei An impeller coupled to the input shaft, a pump coupled to the output shaft rad, einem mit der Ausgangswelle gekoppelten Turbi nenrad sowie einem zwischen dem Pumpenrad uml dem Turbinenrad angeordneten weiteren Schaufelrad, wobei das Schaufelrad mit der Getriebeeingangs welle über ein Getriebe gekoppelt ist, bei dem einrad, a Turbi coupled to the output shaft inner wheel as well as a further impeller arranged between the pump wheel around the turbine wheel, wherein the impeller is coupled to the transmission input shaft via a transmission in which a if> Getriebeelement an einem stationären Teil abstützbarif> Gear element can be supported on a stationary part ist.is. Ein derartiger Wandler ist bereits bekannt. Er isi mit einem Hilfsschaufelrad ausgestattet, welches vorder Antriebswelle angetrieben wird oder frei umläuftSuch a converter is already known. It is equipped with an auxiliary paddle wheel, which is at the front Drive shaft is driven or rotates freely ic Diese Bauweise reduziert jedoch wegen des positiver. Drehmoments an der vorhandenen Bremseinrichtung das Drehmoment an der Antriebswelle. Ein solches Schaufelrad führt nämlich der Flüssigkeit Energie zu. im Gegensatz zu einer Turbine, weiche der Fiüssigkei;ic This construction reduces however because of the positive. Torque on the existing braking device the torque on the drive shaft. One such The paddle wheel supplies energy to the liquid. in contrast to a turbine, soft the liquid; 2» r.nergie entnehmen kann. Demzufolge erreicht man mit dem vorbekannten Wandler keinen optimalen Wirkungsgrad.2 »r.nergie can be seen. As a result, one achieves with the previously known converter no optimal efficiency. hs ist bei hydrod\ natnischen Wandlern auch bereits hckannt, hinter dem Pumpenrad zwei als Turbinenriider wirkende Schaufelräder vorzusehen. Dabei ist da-, erste Turbinenrad mit der Getriebeausgangswelle und das zweite Turbinem id über ein Umlaufrädergetriebe mit der Getriebeeingangswelle verbunden (USA.-Patentschrift 2 987 940). Bei diesem Getriebe ist jedoch das erste Turbinenrad zusätzlich noch mit dem Umlaufrädergetriebe gekoppelt.hs is already in the case of hydrodynamic converters hckannt, two turbine runners behind the pump wheel Provide effective paddle wheels. There is, first turbine wheel with the transmission output shaft and the second turbine is connected to the transmission input shaft via a planetary gear unit (USA patent 2,987,940). In this gear, however, the first turbine wheel is also connected to the epicyclic gear coupled. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun darin, bei einem hydrodynamischen Drehmomentoder Drehzahlwandler der eingangs genannten Art eine Steigerung des Wirkungsgrades herbeizuführen. Zur Losung dieser Aufgabe wird ein derartiger Wandler vorgeschlagen, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß das Schaufelrad als eine zweite im wesentlichen axial durchströmte Turbine ausgebildet ist und somit einen Leistungsrückfluß zu dem Getriebe erzeugt, wobei ein positives Drehmoment am Pumpenrad und ein negatives Reaktionsmoment am stationären Teil wirkt.The object of the present invention is now to provide a hydrodynamic torque or Speed converter of the type mentioned to bring about an increase in efficiency. To solve this problem, such a converter is proposed which, according to the invention, thereby is characterized in that the impeller as a second turbine, through which there is essentially an axial flow is formed and thus generates a power return to the transmission, with a positive torque acts on the pump wheel and a negative reaction torque acts on the stationary part. Dies führt in der angestrebten Weise zur Leistungssteigerung, d.h. zur Verbesserung des Wirkungsgrades dieses Wandlers. Diese Verbesserung ist in erster Linie auf die Zirkulation der Kraft, den zusätzlichen Impuls (Massenstrom X Strömungsgeschwindigkeit) sowie die Abtriebsmomente in einem vorgegebenen Flüssigkeitsstrom zurückzuführen. Da das als zweite Turbine ausgebildete Schaufelrad stets mit einer Geschwindigkeit rotiert, die von derjenigen des Schaufelrades nicht wesentlich abweicht, können eine Reaktion- und Drehmomcntumkehrung bei Geschwindigkeitsverhältnissen erreicht werden, wie es bislang nicht möglich erschien.In the desired way, this leads to an increase in performance, i.e. an improvement in the degree of efficiency this converter. This improvement is primarily due to the circulation of force, the additional Impulse (mass flow X flow velocity) as well as the output torques in a given Returned liquid flow. Since the impeller, which is designed as a second turbine, is always at one speed rotates, which does not deviate significantly from that of the paddle wheel, can cause a reaction and torque reversal can be achieved at speed ratios as before seemed impossible. Die Verluste derartiger Wandler sind hauptsächlich durch die Strömung der umlaufenden Flüssigkeit bedingt, und zwar durch den Stoß beim Auftreffen auf die Schaufeln und durch die Reibung beim Durchfluß durch die Schaufeln. Die Reibungsverluste und unter gewissen Umständen auch die Stoßverluste steigen bei zunehmender Strömungsgeschwindigkeit mit der zweiten Potenz und nehmen deshalb bei gesteigerterThe losses of such transducers are mainly due to the flow of the circulating liquid, namely by the impact when hitting the blades and by the friction when flowing through through the shovels. The frictional losses and, under certain circumstances, the shock losses also increase increasing flow velocity with the second power and therefore decrease with increased fis I Jmwälzung rasch zu. Die im Betrieb auftretende Umlaufströmung der Flüssigkcitsmenge erfolgt nach außen durch die Pumpenschaufeln, nach innen durch die Turbinenschaufeln und axial (größtenteils) durchfis I Umwälzung to quickly. The circulating flow occurring during operation the amount of liquid flows outwards through the pump blades and inwards through the turbine blades and axially (for the most part) through
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US3537260A (en) 1970-11-03
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